आंशिक दबाव की गणना कैसे करें

रसायन विज्ञान में, "आंशिक दबाव" का मतलब है कि दबाव के संदर्भ में प्रत्येक गैस गैस के मिश्रण पर आती है, जैसे कि फ्लास्क, एक गोताखोर की वायु टैंक या एक वायुमंडल की सीमा। यदि आप जानते हैं कि मात्रा क्या है, इसकी मात्रा और उसका तापमान है, तो आप किसी गैस के प्रत्येक गैस के दबाव की गणना कर सकते हैं। तब आप गैस के मिश्रण के कुल दबाव को खोजने के लिए इन आंशिक दबावों को जोड़ सकते हैं या आप पहले कुल दबाव पा सकते हैं और फिर आंशिक दबाव।

सामग्री

चरणों
भाग 1
भाग 2
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भाग 3
युक्तियाँ
चेतावनी
आप की आवश्यकता होगी चीजें
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चरणों

भाग 1

गैसों के गुणों को समझें

"आदर्श" गैस के रूप में प्रत्येक गैस का इलाज करें रसायन विज्ञान में, एक आदर्श गैस एक है जो दूसरों के साथ उसके अणुओं को आकर्षित किए बिना संपर्क करता है। व्यक्तिगत अणु एक-दूसरे के साथ टकराने और बिलियर्ड गेंदों की तरह किसी भी तरह के बिना बाउंस कर सकते हैं।

आदर्श गैसों के दबाव बढ़ते हैं क्योंकि वे छोटे स्थानों में तंग हो जाते हैं और वे बड़े क्षेत्रों में फैलते हैं। रॉबर्ट बॉयल के सम्मान में इस संबंध को बॉयल के कानून के रूप में जाना जाता है यह गणितीय रूप में लिखा है k = P x V या अधिक बस, k = PV, जहां k निरंतर संबंध को दर्शाता है, दबाव पी और मात्रा V।
कई संभव इकाइयों में से एक का उपयोग कर दबाव व्यक्त करना संभव है। एक पास्कल (पीए) है, जिसे एक न्यूटन के बल के रूप में परिभाषित किया जाता है जिसे एक वर्ग मीटर पर लागू किया जाता है। एक और वायुमंडल (एटीएम) है, जिसे समुद्र स्तर पर पृथ्वी के वायुमंडल के दबाव के रूप में परिभाषित किया जाता है। 1 एटीएम का दबाव 101325 रुपये के बराबर है
आदर्श गैसों का तापमान बढ़ता है क्योंकि उनके संस्करण भी बढ़ते हैं और जब विपरीत होता है तब घट जाती है। जैक्स चार्ल्स के सम्मान में इस संबंध को चार्ल्स के कानून के रूप में जाना जाता है। यह गणितीय रूप में कश्मीर = वी / टी के रूप में लिखा गया है, जहां कश्मीर मात्रा और तापमान के बीच लगातार संबंध का प्रतिनिधित्व करता है, वी फिर तापमान पर मात्रा और टी का प्रतिनिधित्व करता है।
इस समीकरण में, केल्विन डिग्री में गैस का तापमान दिया जाता है, जो गैस के तापमान में 273 डिग्री सेल्सियस की संख्या को जोड़कर पाए जाते हैं।
इन दो रिश्तों को एक समीकरण में जोड़ा जा सकता है: k = PV / T, जिसे पीवी = केटी के रूप में भी लिखा जा सकता है।

मात्रा परिभाषित करता है जिसमें गैसों को मापा जाता है। गैसों में बड़े पैमाने पर और मात्रा है मात्रा आमतौर पर लीटर (एल) में मापा जाता है, लेकिन दो प्रकार के द्रव्यमान होते हैं

परंपरागत आटा ग्राम में मापा जाता है या, अगर बड़े पर्याप्त, किलोग्राम में

गैसों के सामान्य रूप से भारी भारी होने के कारण, उन्हें आणविक द्रव्यमान या दाढ़ द्रव्यमान के द्रव्यमान के दूसरे रूप से मापा जाता है। कार्बन के लिए 12 के मूल्य के साथ उनमें से प्रत्येक की तुलना करके मिश्रित द्रव्यमान को परिभाषित किया जाता है, जिसमें गैस के संयोजन में प्रत्येक परमाणु के परमाणु भार का योग होता है।

क्योंकि परमाणु और अणुओं के साथ काम करने के लिए बहुत छोटा है, गैस की मात्रा को परिभाषित किया गया है। आप दाल द्रव्यमान के बीच द्रव्यमान को विभाजित करके और परिणाम n का प्रतिनिधित्व करते हुए दी गई गैस में मौजूद मौल्स की मात्रा पा सकते हैं।

यह मोल (mol) और एक नया निरंतर आर की संख्या अब समीकरण एन.आर. = पी वी / टी या पीवी = nRT के रूप में लिखा जा सकता है n के उत्पाद के साथ समीकरण मनमाने ढंग से गैस में लगातार कश्मीर को बदलने के लिए संभव है।

आर का मूल्य गैसों के दबाव, मात्रा और तापमान को मापने के लिए उपयोग की जाने वाली इकाइयों पर निर्भर करेगा। लीटर में मात्रा के लिए, केल्विन में तापमान और वायुमंडल में दबाव, इसकी कीमत 0.0821 एल एटीएम / के एमओएल है। यह माप की इकाइयों के साथ विभाजन विकर्ण का उपयोग करने से बचने के लिए 0.0821 एल एटीएम के मॉल के रूप में भी लिखा जा सकता है।

डाल्टन के आंशिक दबाव का कानून समझता है। जॉन डाल्टन रसायनज्ञ और भौतिक विज्ञानी, जो अवधारणा है कि रासायनिक तत्वों परमाणुओं पहले से बने हुए हैं का प्रस्ताव रखा, यह कानून है, जो कहा गया है कि एक गैस मिश्रण की कुल दबाव दबाव प्रत्येक का योग है विकसित किया गया था कि कहा मिश्रण में मौजूद गैसों का

डाल्टन के कानून को एक समीकरण के रूप में निम्नानुसार लिखा जा सकता है: पी_{संपूर्ण} = पी₁ + पी₂ + पी₃ ... के रूप में कई अतिरिक्त के रूप में वहाँ मिश्रण में बराबर संकेत के बाद गैसों रहे हैं।

डाल्टन के लॉ समीकरण का विस्तार तब किया जा सकता है जब गैसों के साथ काम करना, जिनका व्यक्तिगत आंशिक दबाव अज्ञात है, लेकिन जिनकी मात्रा और तापमान ज्ञात हैं गैस के आंशिक दबाव के समान मूल्य होंगे जैसे कि गैस के समान मात्रा कंटेनर में केवल एक ही थी।

आंशिक दबावों में से प्रत्येक के लिए, हम विचार गैस समीकरण को दोबारा लिख सकते हैं ताकि पी.वी. = एनआरटी के रूप में हम समान बराबर चिह्न के बाईं ओर केवल पी हो सकते हैं। ऐसा करने के लिए, हम वी: पीवी / वी = एनआरटी / वी के बीच दोनों पक्षों को विभाजित करेंगे। बाईं ओर दो वी रद्द कर दिए जाते हैं, हमें पी = एनआरटी / वी के साथ छोड़ दिया जाता है।

फिर हम आंशिक दबाव समीकरण के दायीं ओर प्रत्येक उप-पी पी को बदल सकते हैं: पी_{संपूर्ण} = (एनआरटी / वी) ₁ + (एनआरटी / वी) ₂ + (एनआरटी / वी) ₃ ...

भाग 2

आंशिक दबावों की गणना करें और फिर कुल दबाव

उन गैसों के आंशिक दबाव समीकरण को परिभाषित करें जिनके साथ आप काम करेंगे। इस गणना के लिए, हम मान लेंगे कि 2 लीटर फ्लास्क में 3 गैस शामिल हैं: नाइट्रोजन (एन₂), ऑक्सीजन (ओ₂) और कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ₂)। प्रत्येक गैस का 10 ग्राम होता है और प्रत्येक में फ्लास्क में 37 डिग्री सेल्सियस (98.6 डिग्री फ़ारेनहाइट) का तापमान होता है। हमें प्रत्येक गैस के लिए आंशिक दबाव और कंटेनर पर गैस के मिश्रण का कुल दबाव खोजने की आवश्यकता है।

हमारे आंशिक दबाव समीकरण पी बन जाता है_{संपूर्ण} = पी_{नाइट्रोजन} + पी_{ऑक्सीजन} + पी_{कार्बन डाइऑक्साइड}.
चूंकि हम दबाव का पता लगाने की कोशिश करते हैं जो हर गैस पर होता है, हम मात्रा और तापमान जानते हैं, और हम प्रत्येक गैस के मोल्स की मात्रा पा सकते हैं जो कि द्रव्यमान पर आधारित है, हम इस समीकरण को फिर से लिख सकते हैं: पी_{संपूर्ण} = (एनआरटी / वी) _{नाइट्रोजन} + (एनआरटी / वी) _{ऑक्सीजन} + (एनआरटी / वी) _{कार्बन डाइऑक्साइड}

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तापमान को केल्विन में बदल देता है डिग्री सेल्सियस में तापमान 37 है, इसलिए हम 310 डिग्री के लिए 273 से 37 जोड़ते हैं।

नमूना में मौजूद प्रत्येक गैस के मॉल की संख्या खोजें। एक गैस के मॉल की संख्या ने कहा कि गैस का द्रव्यमान द्रव्यमान द्वारा विभाजित गैस का द्रव्यमान है, जिसे हमने कहा था कि परिसर में मौजूद प्रत्येक परमाणु के परमाणु भार का योग होता है।

हमारी पहली गैस के लिए, नाइट्रोजन (एन₂), प्रत्येक परमाणु 14 की एक परमाणु वजन होने की वजह से द्विपरमाणुक नाइट्रोजन है (दो परमाणु अणुओं का), हम 14 2 से हमारे नमूने में नाइट्रोजन 28 वर्ष की एक दाढ़ द्रव्यमान है कि फिर हम आटा विभाजित खोजने के लिए गुणा करना होगा ग्राम में, 10 ग्राम, 28 के बीच मोल्स की संख्या है, जो नाइट्रोजन की 0.4 तिल से संपर्क करेगा प्राप्त करने के लिए।

हमारी दूसरी गैस के लिए, ऑक्सीजन (ओ₂), प्रत्येक परमाणु 16. ऑक्सीजन की एक परमाणु वजन होने भी द्विपरमाणुक है, इसलिए 2 से 16 गुणा है कि हमारे 32. 32 के बीच 10 ग्राम स्प्लिट की दाढ़ द्रव्यमान है में ऑक्सीजन की 0.3 के बारे में मोल्स देता है खोजने के लिए हमारे नमूने में ऑक्सीजन

हमारी तीसरी गैस, कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ₂), 3 परमाणुओं: कार्बन का एक, 12 परमाणु वजन वाला, और दो ऑक्सीजन, प्रत्येक परमाणु वजन 16 है। हम इन तीनों वजन जोड़ते हैं: 12 + 16 + 16 = 44 दाढ़ द्रव्यमान के रूप में। 44 जी के बीच 44 ग्रामों को बांटकर हमें कार्बन डाइऑक्साइड के लगभग 0.2 moles देता है।

मॉल, वॉल्यूम और तापमान के लिए मूल्यों को कनेक्ट करें अब हमारा समीकरण इस तरह दिखता है: पी_{संपूर्ण} = (0.4 * आर * 310/2) _{नाइट्रोजन} + (0.3 * आर * 310/2) _{ऑक्सीजन} + (0.2 * आर * 310/2) _{कार्बन डाइऑक्साइड}.

चीजों को आसान बनाने के लिए, हमने माप की इकाइयां छोड़ी हैं जो मूल्यों के साथ हैं। इन इकाइयों को गणना करने के बाद रद्द कर दिया जाएगा, केवल माप की इकाई को छोड़कर जो हम दबाव पेश करने के लिए उपयोग करते हैं।

लगातार आर के लिए मूल्य कनेक्ट करें हम वायुमंडल में आंशिक और कुल दबाव पेश करेंगे, इसलिए आर का 0.0821 एल एटम / के एमओएल का मूल्य होगा। समीकरण में इस मूल्य को जोड़ने से अब हमें पी होगा_{संपूर्ण} = (0.4 * 0.0821 * 310/2) _{नाइट्रोजन} + (0.3 * 0.0821 * 310/2) _{ऑक्सीजन} + (0.2 * 0.0821 * 310/2) _{कार्बन डाइऑक्साइड}.

प्रत्येक गैस के लिए आंशिक दबावों की गणना करें अब जबकि हमारे पास मूल्य हैं, यह गणना करने का समय है

नाइट्रोजन के आंशिक दबाव के लिए, हम 0.0821 के हमारे स्थिरांक और हमारे तापमान 310 डिग्री के द्वारा 0.4 मोल बढ़ाते हैं और फिर हम 2 लीटर से विभाजित करते हैं: 0.4 * 0.0821 * 310/2 = 5.09 एटीएम, के बारे में।

ऑक्सीजन के आंशिक दबाव के लिए, हम 0.0821 के निरंतर हमारे 0.3 गुना बढ़ते हैं और हमारे तापमान 310 डिग्री के और फिर 2 लीटर से विभाजित करते हैं: 0.3 * 0.0821 * 310/2 = 3.82 एटीएम, के बारे में।

कार्बन डाइऑक्साइड के आंशिक दबाव के लिए, हम 0.0821 की निरंतर हमारे द्वारा 0.2 moles और 310 डिग्री के हमारे तापमान के गुणा और उसके बाद हम 2 लीटर से विभाजित करते हैं: 0.2 * 0.0821 * 310/2 = 2.54 एटीएम, लगभग

अब हम कुल दबाव खोजने के लिए इन दबावों को जोड़ते हैं: पी_{संपूर्ण} = 5,0 9 + 3,82 + 2,54 या 11,45 एटीएम, लगभग

भाग 3

कुल दबाव की गणना करें और फिर आंशिक दबाव

आंशिक दबाव समीकरण को परिभाषित करें जैसा आपने पहले किया था दोबारा, हम मान लेंगे कि हमारे पास 2-लीटर फ्लास्क है जिसमें 3 गैसें हैं: नाइट्रोजन (एन₂), ऑक्सीजन (ओ₂) और कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ₂)। प्रत्येक गैस का 10 ग्राम होता है और प्रत्येक में 37 डिग्री सेल्सियस (98.6 डिग्री फ़ारेनहाइट) का तापमान होता है।

केल्विन में तापमान अभी भी 310 होगा और जैसा कि पहले, हमारे पास लगभग 0.4 moles नाइट्रोजन, 0.3 moles ऑक्सीजन और 0.2 कार्बन डाइऑक्साइड के moles।
उसी तरह, हम अभी भी वायुमंडल में दबाव पेश करेंगे, इसलिए हम लगातार आर के लिए 0.0821 एल एटम / के एमओएल के मूल्यों का उपयोग करेंगे।
इस तरह, हमारे आंशिक दबाव समीकरण इस बिंदु पर समान दिखेंगे: पी_{संपूर्ण} = (0.4 * 0.0821 * 310/2) _{नाइट्रोजन} + (0.3 * 0.0821 * 310/2) _{ऑक्सीजन} + (0.2 * 0.0821 * 310/2) _{कार्बन डाइऑक्साइड}.

गैस के मिश्रण में कुल moles की संख्या के लिए नमूना में प्रत्येक गैस के moles की संख्या जोड़ें। चूंकि गैस में प्रत्येक नमूने के लिए मात्रा और तापमान समान हैं, इस बात का उल्लेख नहीं करना है कि प्रत्येक दाढ़ का मूल्य एक ही स्थिरांक से गुणा किया जाता है, हम निम्नानुसार समीकरण को फिर से लिखने के लिए गणित के वितरण गुणों का उपयोग कर सकते हैं: पी_{संपूर्ण} = (0.4 + 0.3 + 0.2) * 0.0821 * 310/2

0.4 + 0.3 + 0.2 = 0.9 गैस मिश्रण का मॉल जोड़ें। यह पी को समीकरण को सरल करता है_{संपूर्ण} = 0.9 * 0.0821 * 310/2

गैस के मिश्रण का कुल दबाव खोजें गुणा 0.9 * 0.0821 * 310/2 = 11.45 moles, लगभग

अनुपात का पता लगाएं कि प्रत्येक गैस कुल मिश्रण में है ऐसा करने के लिए, कुल गैसों की कुल संख्या से प्रत्येक गैस के मॉल की संख्या को विभाजित करें।

इसमें नाइट्रोजन का 0.4 moles है, इसलिए नमूना का 0.4 / 0.9 = 0.44 (44 प्रतिशत), लगभग

नमूने के 0.3 moles नाइट्रोजन, तो 0.3 / 0.9 = 0.33 (33 प्रतिशत) है, लगभग

इसमें कार्बन डाइऑक्साइड के 0.2 moles हैं, इसलिए नमूना का 0.2 / 0.9 = 0.22 (22 प्रतिशत), लगभग

हालांकि अनुमानित प्रतिशत पहले केवल 0.9 9 जोड़ते हैं, वास्तविक दशमलव फिर दोहराए जाते हैं, इसलिए राशि दशमलव के बाद 9 संख्याओं की पुनरावृत्ति श्रृंखला होगी। परिभाषा के अनुसार, यह 1 या 100 प्रतिशत के समान है।

आंशिक दबाव को खोजने के लिए कुल दबाव से प्रत्येक गैस की आनुपातिक राशि गुणा करें।

गुणा 0.44 * 11.45 = 5.04 एटीएम, लगभग

गुणा 0.33 * 11.45 = 3.78 एटीएम, लगभग

गुणा 0.22 * 11.45 = 2.52 एटीएम, लगभग

युक्तियाँ

आप आंशिक दबावों को पहले और फिर कुल मिलाकर, और पहले कुल दबाव को खोजने और फिर आंशिक दबावों के बीच मूल्यों में थोड़ा अंतर देखेंगे। याद रखें कि मूल्यों को समझने में आसान बनाने के लिए दिए गए मान अनुमानित और गोल 1 या 2 दशमलव हैं। यदि आप बिना किसी आस-पास के कैलकुलेटर की मदद से स्वयं की गणना करते हैं, तो आप दो विधियों या किसी को भी नहीं के बीच एक छोटी सी विसंगति देखेंगे।

चेतावनी

गैसों के आंशिक दबाव को जानने के लिए गोताखोरों के लिए जीवन और मृत्यु का मामला बन सकता है। ऑक्सीजन का एक बहुत कम आंशिक दबाव बेहोशी और मृत्यु का कारण हो सकता है, जबकि नाइट्रोजन या ऑक्सीजन का बहुत उच्च आंशिक दबाव भी विषाक्त हो सकता है।